eV,砷化镓为1.43eV,所以它们都是半导体。Р共价键理论Р共价键理论能够比较简单、直观、较好地解释晶体的某些性质。Р⑴共价键理论主要有三点:Р晶体的化学键是共价键,如 Si,Ge。Р共价键上的电子处于束缚态,不能参与导电。Р处于束缚态的价电子从外界得到能量,有可能挣脱束缚成为自由电子,参与导电。Р⑵共价键理论应用Р解释半导体掺杂的敏感性Р例:掺入替位式五价元素,可提供导电电子;Р掺入替位式三价元素,可提供导电空穴。Р②解释半导体的热敏性,光敏性等。Р⑶两者理论的比较(能带理论与共价键理论的对应关系)Р 能带理论共价键理论Р 价带中电子共价键上的电子Р 导带中电子挣脱共价键的电子(变为自由电子)Р 禁带宽度键上电子挣脱键束缚所需的能量Р 定量理论定性理论Р4本征激发:Р共价键上的电子激发成为准自由电子,亦即价带电子吸收能量被激发到导带成为导带电子的过程,称为本征激发。这一概念今后经常用到。Р§1.4 半导体中电子(在外力下)的运动、有效质量、空穴Р本节内容:Р导带中E(k)与k的关系Р价带顶附近电子的运动Р有效质量的意义Р课程重点:Р掌握半导体中求E(k)与k的关系的方法:晶体中电子的运动状态要比自由电子复杂得多,要得到它的E(k)表达式很困难。但在半导体中起作用地是位于导带底或价带顶附近的电子。因此,可采用级数展开的方法研究带底或带顶E(k)关系。Р电子有效质量=/(一维情况),注意,在能带底是正值,在能带顶是负值。电子的速度为v=,注意v可以是正值,也可以是负值,这取决于能量对波矢的变化率。Р引入电子有效质量后,半导体中电子所受的外力与加速度的关系具有牛顿第二定律的形式,即a=f/。可见只是以有效质量代换了电子惯性质量。Р空穴的概念:在牛顿第二定律中要求有效质量为正值,但价带顶电子的有效质量为负值。这在描述价带顶电子的加速度遇到困难。为了解决这一问题,引入空穴的概念。
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